DE19959038A1 - Process for decoding digital audio data - Google Patents
Process for decoding digital audio dataInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Dekodierung von digitalen Audiodaten nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.The invention is based on a method for decoding of digital audio data according to the genre of the independent Claim.
Es ist bereits bekannt, daß bei DAB (Digital Audio Broadcasting) sendeseitig das gesamte Frequenzspektrum der zu übertragenden digitalen Audiosignale in Frequenzbereiche aufgeteilt wird. Diese Frequenzbereiche werden im englischen mit Subbands bezeichnet. Pro Frequenzbereich werden maximal drei Skalenfaktoren als Referenzwerte festgelegt. In jedem Frequenzbereich werden pro Kanal bei Stereoübertragungen 36 Abtastwerte zeitlich hintereinander erzeugt. Die 36 Abtastwerte werden in zeitlich voneinander getrennte Gruppen zu je 12 Abtastwerten aufgeteilt. Pro Gruppe wird maximal ein Skalenfaktor definiert. Sind zwei oder alle drei Skalenfaktoren eines Frequenzbereichs gleich oder zumindest mit sehr ähnlichen Werten, dann wird für diese Skalenfaktoren nur ein Skalenfaktor übertragen. Innerhalb eines DAB-Rahmens, in dem die Abtastwerte und ihre Skalenfaktoren übertragen werden, wird daher signalisiert, für welche Gruppe oder Gruppen von Abtastwerten für einen Frequenzbereich ein jeweiliger Skalenfaktor zu verwenden ist. Diese Skalenfaktoren weisen in einer jeweiligen Gruppe oder Gruppen von Abtastwerten den größten Signalleistungswert auf. Die übrigen Signalwerte in dieser Gruppe oder in diesen Gruppen werden auf diesen Skalenfaktor normiert.It is already known that DAB (Digital Audio Broadcasting) the entire frequency spectrum of the digital audio signals to be transmitted in frequency ranges is divided. These frequency ranges are in English referred to as subbands. Maximum per frequency range three scale factors as reference values. In each Frequency range is 36 per channel for stereo transmissions Sampled values are generated in succession. The 36th Samples are divided into groups that are separated in time divided into 12 samples each. Per group is maximum defines a scale factor. Are two or all three Scale factors of a frequency range are the same or at least with very similar values, then for this Scale factors only transfer one scale factor. Within of a DAB frame in which the samples and their Scale factors are transmitted, it is therefore signaled for which group or groups of samples for one Frequency range to use a respective scale factor is. These scale factors point in a respective group or groups of samples the largest Signal power value. The remaining signal values in this Group or in these groups are based on this scale factor standardized.
Im Empfänger werden dann Fehlererkennung und -korrekturverfahren bei der Quellendekodierung durchgeführt, nachdem solche Verfahren bei einer vorhergehenden Kanaldekodierung durchgeführt wurden. Diese Fehlererkennung und -korrekturverfahren während der Quellendekodierung betreffen sowohl den DAB-Rahmen als auch die Skalenfaktoren. Dann werden die digitalen Audiodaten mittels der Skalenfaktoren denormiert, und eine Dekodierung der Audiodaten findet statt.Error detection and -correction procedures carried out during source decoding, after such procedures at a previous one Channel decoding was performed. This error detection and correction procedures during source decoding concern both the DAB framework and the scale factors. Then the digital audio data is recorded using the Scale factors denormalized, and a decoding of the Audio data is taking place.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Dekodierung von digitalen Audiodaten mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mittels einer Plausibilitätsuntersuchung ein Fehler erkannt wird, um dann Fehlerkorrektur- oder -verschleierungsverfahren einzuleiten. Das Verfahren ist einfach und nutzt die Eigenschaft von Audiodaten, daß in ihrem zeitlichen Verlauf keine großen Sprünge auftreten. Daher führt vorteilhafterweise eine Vergleichsbildung von zeitlich aufeinanderfolgenden Referenzwerten, die von den Audiodaten abhängen, zu einem aussagekräftigen Ergebnis, ob ein Fehler vorliegt oder nicht.The inventive method for decoding digital Audio data with the characteristics of the independent Claim has the advantage that means an error is detected in a plausibility check in order to then error correction or concealment procedures initiate. The process is simple and uses the Property of audio data that over time no big jumps occur. Hence leads advantageously a comparison of time successive reference values from the audio data depend on a meaningful result whether an error is present or not.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhafterweise einfach und kann in jedem Audiodekoder implementiert werden. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren auf weitere Audiodekodierungsverfahren (Standards) anwendbar. Zu diesen Standards gehören MPEG-1, MPEG-2 und MPEG-4. Die Standards können eine eigene Fehlerberechnung aufweisen oder nicht.The method according to the invention is advantageous simple and can be implemented in any audio decoder. In addition, the inventive method is up further audio decoding methods (standards) applicable. To these standards include MPEG-1, MPEG-2 and MPEG-4. The Standards can have their own error calculation or Not.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Verfahrens möglich.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous training and Improvements in the independent claim specified procedure possible.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, daß eine mehrstufige Fehlererkennung durchgeführt wird, denn zu den oben genannten Fehlererkennungs- und -korrekturverfahren, zum Beispiel bei DAB, wird ein weiteres Verfahren hinzugenommen, um weitere Fehler aufzuspüren.In addition, it is advantageous that a multi-stage Error detection is performed because of the above mentioned error detection and correction methods to Example at DAB, another procedure is added, to track down other bugs.
Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine enge Korrelation zwischen den Referenzwerten, die bei DAB Skalenfaktoren sind, ausgenutzt, um festzustellen, ob ein Fehler vorliegt. Audiodaten bringen es mit sich, daß zeitlich benachbarte Daten miteinander in einer engen Korrelation stehen. Dies ist eine Eigenschaft der Sprache und Musik.The method according to the invention is advantageous a close correlation between the reference values at DAB scale factors are used to determine whether there is an error. Audio data means that temporally adjacent data with each other in a close Correlation. This is a property of language and music.
Besonders vorteilhaft ist, daß das Merkmal mittels einer Differenz- oder Mittelwertbildung ermittelt wird, wodurch eine aussagekräftige, überschaubare und einfache Entscheidung getroffen wird, ob ein Fehler vorliegt oder nicht. Außerdem ist damit das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von einer Signalart, denn es kann die Berechnungsmethode verwendet werden, die für ein jeweiliges Signal optimal ist.It is particularly advantageous that the feature by means of a Difference or averaging is determined, whereby a meaningful, manageable and simple Decision is made whether there is an error or Not. It is also the method according to the invention regardless of a signal type, because it can Calculation method used for a particular Signal is optimal.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, daß die Signalisierung der Entscheidung, ob ein Fehler vorliegt, mittels einer Bitfolge, vorzugsweise eines Flags, erfolgt, wodurch eine einfache Auswertung dieser Entscheidung möglich ist.In addition, it is advantageous that the signaling the decision whether there is an error by means of a Bit sequence, preferably a flag, takes place, whereby a simple evaluation of this decision is possible.
Weiterhin ist es von Vorteil, daß durch eine Verknüpfung der Auswertung des Merkmals und der Fehlererkennung der Referenzwerte eine Gesamtaussage getroffen wird, wobei der Auswertung des Merkmals ein Übergewicht gegeben wird, da hier eine sachliche Beziehung zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Referenzwerten, nämlich eine enge Korrelation zwischen den Audiodaten, ausgenutzt wird.It is also advantageous that by linking the Evaluation of the feature and the error detection of the Reference values an overall statement is made, whereby the Evaluation of the characteristic is given an overweight because here is a factual relationship between temporal successive reference values, namely a close one Correlation between the audio data, is used.
Des weiteren ist es von Vorteil, daß neben den Referenzwerten, vorzugsweise den Skalenfaktoren, auch Rahmen, die zur Übertragung der digitalen Audiodaten genutzt werden, eine Fehlererkennung aufweisen. Dadurch wird in einfacher Weise ein doppelter Fehlerschutz realisiert.Furthermore, it is advantageous that in addition to the Reference values, preferably the scale factors, too Frame used to transmit the digital audio data will have an error detection. This will in a simple way of implementing double error protection.
Weiterhin ist es von Vorteil, daß wenn in einem Frequenzbereich keine Daten übertragen werden, sogenannte Ersatzwerte, im Englischen als Default bekannt, als Referenzwerte eingetragen werden und daß dann diese Ersatzwerte als solche identifiziert werden, so daß die erfindungsgemäße Fehlererkennung hier nicht durchgeführt wird, da ansonsten irrtümlicherweise ein Fehler angenommen werden würde.It is also advantageous that if in one Frequency range no data are transmitted, so-called Substitute values, known as default in English, as Reference values are entered and then these Substitute values are identified as such so that the error detection according to the invention is not carried out here is otherwise mistakenly assumed to be an error would be.
Darüber hinaus können geeignete Ersatzwerte bestimmt werden, so daß die Fehlererkennung für alle Frequenzwerte durchgeführt werden kann. Dabei werden vorteilhafterweise solche Ersatzwerte bestimmt, die zu einem Merkmal führen, das keinen Fehler indiziert, also eine adaptive Bestimmung der Ersatzwerte. Das vereinfacht das Verfahren, da der Sonderfall des Ersatzwerts nicht abgefangen werden muß.In addition, suitable substitute values can be determined so that the error detection for all frequency values can be carried out. It will be advantageous determines such substitute values that lead to a characteristic, that does not indicate an error, i.e. an adaptive determination of substitute values. This simplifies the process because the Special case of the replacement value does not have to be intercepted.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen MPEG1 Layer II Rahmen und Fig. 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. In the drawings Fig. 1 is a MPEG1 Layer II frame and Fig. 2 is a block diagram of the method according to the invention.
Bei den digitalen Übertragungsverfahren, wie zum Beispiel DAB (Digital Audio Broadcasting), werden sendeseitig sogenannte Skalenfaktoren verwendet, die hier im folgenden als Referenzwerte bezeichnet werden. Weiter unten wird jedoch gezeigt, daß auch andere charakteristische Daten, die von den Audiodaten abhängen, als Referenzwerte verwendet werden können.With digital transmission methods, such as DAB (Digital Audio Broadcasting), are broadcasting side So-called scale factors are used, which are described below are referred to as reference values. Below is However, other characteristic data shown that depend on the audio data, used as reference values can be.
Diese Referenzwerte repräsentieren in aufeinanderfolgenden Frequenzbereichen die stärksten Signalwerte, auf die die übrigen Signalwerte in diesen Frequenzbereichen normiert werden. Damit wird die maximale Differenz zwischen den Amplituden der Audiosignalwerte reduziert. Im Empfänger werden dann die Signalwerte mittels der ebenso übertragenen Referenzwerte denormiert.These reference values represent in successive Frequency ranges the strongest signal values to which the other signal values normalized in these frequency ranges become. This is the maximum difference between the Amplitudes of the audio signal values reduced. In the receiver the signal values are then transmitted using the same Denormalized reference values.
Neben DAB, das insbesondere für den mobilen Empfang von Hörfunkprogrammen und anderen Multimediadaten geeignet ist, gilt das hier Dargestellte auch für andere digitale Rundfunkübertragungsverfahren, wie DVB (Digital Video Broadcasting) und DRM (Digital Radio Mondial) oder weitere Verfahren.In addition to DAB, which is particularly suitable for the mobile reception of Radio programs and other multimedia data is suitable, what is shown here also applies to other digital ones Broadcasting methods such as DVB (Digital Video Broadcasting) and DRM (Digital Radio Mondial) or others Method.
Bei digitalen Übertragungsverfahren wie DAB werden durch die Quellenkodierung im Sender eine Irrelevanz aus den digitalen Rohdaten, z. B. Sprachdaten als PCM (Pulscodemodulation)- Daten, entnommen. Um die zu übertragenen Daten vor Übertragungsfehlern zu schützen, wird nach der Quellenkodierung Redundanz in einer Kanalkodierung wieder hinzugefügt. Diese Redundanz wird empfängerseitig verwendet, um eine Fehlererkennung und -korrektur während der Kanaldekodierung durchzuführen. Darüber hinaus weist eine Quellendekodierung, die nach der Kanaldekodierung folgt, hier auch eine Fehlererkennung und -korrektur zusätzlich auf. Die Fehlererkennung und gegebenenfalls -korrektur während der Quellendekodierung wird an den durch die Kanaldekodierung bereits dekodierten Daten durchgeführt. Treten jedoch viele Fehler auf, versagt diese Fehlererkennung und -korrektur während der Quellendekodierung, und es kommt zu einer schlechten Audioqualität. Unter Fehlerkorrektur ist bei der Quellendekodierung auch eine Fehlerverschleierung zu verstehen.In digital transmission methods such as DAB, the Source coding in the transmitter is irrelevant from the digital Raw data, e.g. B. Voice data as PCM (pulse code modulation) - Data taken. To forward the data to be transferred To protect transmission errors, according to the Source coding redundancy in a channel coding again added. This redundancy is used on the receiver side, for error detection and correction during the Perform channel decoding. In addition, one Source decoding that follows channel decoding, here also an error detection and correction on. Error detection and, if necessary, correction during the source decoding is done by the Channel decoding already performed decoded data. However, if many errors occur, these fail Error detection and correction during the Source decoding, and bad Audio quality. Under error correction is the Source decoding also causes error concealment understand.
Bei digital kodierten Audiodaten kann ein nicht korrigierbarer Fehler zu einem deutlich bemerkbaren und damit hörbaren Fehler führen, der für einen Hörer weit unangenehmer ist, als es bei analogen, fehlerbehafteten Audiosignalen der Fall ist. Hier liegt nämlich ein gleitender Übergang von sehr guter Audioqualität bis zur sehr schlechten Audioqualität vor, wobei selbst bei schlechter Qualität immer noch ein Nutzsignal hörbar ist.With digitally encoded audio data, one cannot correctable error to a clearly noticeable and thus cause audible errors that are far for a listener is more unpleasant than it is with analog, faulty Audio signals is the case. Here is a fact smooth transition from very good audio quality to very poor audio quality before, even with poor quality a useful signal is still audible.
Dies ist bei digitalen Audiodaten eben nicht der Fall: Kann die Kanaldekodierung nicht mehr alle auftretenden Fehler empfangsseitig korrigieren, dann werden bei DAB zunächst die Abtastwerte betroffen, und es kommt zu einem gurgelnden Störgeräusch. Treten immer mehr Fehler auf, werden auch die Skalenfaktoren als Referenzwerte betroffen, so daß dann krachende Störgeräusche auftreten. Werden auch noch ganze Rahmen wiederholt fehlerhaft übertragen, tritt eine Stummschaltung ein.This is not the case with digital audio data: can the channel decoding no longer any errors that occur correct at the receiving end, then at DAB the Samples are affected, and there is a gurgling Noise. If more and more errors occur, so too Scale factors affected as reference values, so that then crackling noise occur. Will also be whole Frame incorrectly transmitted repeatedly, occurs Mute on.
Daher ist hier auf eine sichere Fehlererkennung und -korrektur größten Wert zu legen, um ein hörbares Auftreten von Fehlern auf ein absolutes Minimum zu reduzieren.Therefore, here is a reliable error detection and - Correction is of greatest importance to an audible occurrence reduce errors to an absolute minimum.
Erfindungsgemäß wird daher ein Merkmal generiert, das für einen zusätzlichen Fehlerschutz bei der Quellendekodierung geeignet ist, um in einer weiteren Stufe festzustellen, ob ein Fehler vorliegt. Das erfindungsgemäße Verfahren setzt also hier auf die bereits vorhandenen Verfahren auf. Dies betrifft hier die Fehlererkennung und -korrektur von Referenzwerten bei der Quellendekodierung. Liegen hier nun Fehler vor, werden die als fehlerhaft erkannten Referenzwerte durch vorhergehende Referenzwerte, die abgespeichert wurden, ersetzt. Die Referenzwerte werden damit durch zwei Verfahren auf Fehler hin überwacht.According to the invention, therefore, a feature is generated that for additional error protection during source decoding is suitable to determine in a further stage whether there is an error. The method according to the invention sets So here on the already existing procedures. This concerns the error detection and correction of Reference values for source decoding. Now lie here If errors occur, those identified as incorrect Reference values by previous reference values that were saved, replaced. The reference values are thus monitored for errors by two methods.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als alleinige Fehlererkennung bei der Dekodierung der digitalen Audiodaten wirken, weil es von anderen Fehlererkennungsverfahren und von dem Rahmenaufbau unabhängig ist.Alternatively, the method according to the invention can also be used as sole error detection when decoding the digital Audio data work because it's from others Error detection procedures and the frame structure is independent.
In Fig. 1 ist ein MPEG-1-Layer-II-Rahmen dargestellt. Der MPEG-1-Layer-II-Rahmen beginnt mit einem Rahmenkopf 1, auf den ein Feld 2 für eine Rahmenfehlererkennung folgt. Dabei wird hier eine Prüfsumme, im Englischen als Cyclic Redundancy Check bezeichnet, eingesetzt. Ist ein fehlerhafter Rahmen anhand der Prüfsumme erkannt worden, dann wird ein geeigneter Rahmen den fehlerhaften Rahmen ersetzen, zum Beispiel kann der vorhergehende Rahmen dazu verwendet werden, oder es erfolgt eine Stummschaltung für den fehlerhaften Rahmen. Alternativ kann auch eine Prädiktion vorgenommen werden. Dabei wird aus korrekt empfangenen oder korrigierten Rahmen ein nicht zu korrigierender und damit fehlerhafter Rahmen berechnet. Mittels geeigneten Modellen kann dies abgeschätzt und damit vorhergesagt werden.In Fig. 1, a MPEG-1 Layer-II frame is shown. The MPEG-1 Layer II frame begins with a frame header 1 , followed by a field 2 for frame error detection. A checksum is used here, referred to as cyclic redundancy check. If a defective frame has been identified on the basis of the checksum, then a suitable frame will replace the defective frame, for example the previous frame can be used for this, or the defective frame is muted. Alternatively, a prediction can also be made. A frame that is not corrected and thus incorrect is calculated from correctly received or corrected frames. Using suitable models, this can be estimated and thus predicted.
Die Prüfsumme ist derart gestaltet, daß sie aus Übertragungseffizienzgründen nicht alle möglicherweise auftretenden Fehler erkennen kann. In einem solchem Fall versagt die Prüfsumme. Bei einer Prüfsumme können sich allerdings auch mehrere überlagernde Fehler gegenseitig korrigieren, so daß in einem solchen Fall irrtümlicherweise kein Fehler mittels der Prüfsumme erkannt wird. Charakteristisch für die Prüfsumme ist der Test einer Bitsumme, wobei eine inhaltliche Betrachtung der Audiodaten, wie es beim erfindungsgemäßen Verfahren der Fall ist, unterbleibt.The checksum is designed in such a way that it consists of Not all may be due to transmission efficiency can detect occurring errors. In such a case the checksum fails. With a checksum you can however, several overlapping errors mutually correct so that in such a case erroneously no error is detected using the checksum. The test of one is characteristic of the checksum Bit total, whereby a content-based examination of the audio data, as is the case with the method according to the invention, is omitted.
Dann folgt ein Feld für eine Bitzuweisung 3. Bei DAB, wie auch bei anderen digitalen Übertragungs- und Aufzeichnungsverfahren, werden die Audiosignale quantisiert. Dabei wird eine nichtlineare Quantisierung durchgeführt, wobei eine psychoakustische Quantisierungskurve zugrunde gelegt wird. Es werden Geräusche, die sich in der Nähe in Bezug auf die Frequenz zu einem aus dem Klangspektrum herausragenden Ton befinden, durch das Ohr nicht mehr wahrgenommen. Dies bezeichnet man als die Mithörschwelle. Dadurch ist es möglich, die Datenrate zu reduzieren, indem solche Geräusche, die unter der Mithörschwelle liegen, aus den Daten entfernt werden. Es werden dabei auch die verschiedenen Frequenzbereiche unterschiedlich fein quantisiert, wobei die Feinheit der Quantisierung dadurch bestimmt ist, daß das Quantisierungsrauschen noch unterhalb der Mithörschwelle liegt. Aus dieser unterschiedlichen Quantisierung pro Frequenzbereich ergibt sich, daß unterschiedlich viele Bits pro Frequenzbereich zuzuweisen sind. Z. B. schwankt die Bitzuweisung pro Frequenzbereich zwischen 3 und 16 Bit.Then there is a field for bit allocation 3 . With DAB, as with other digital transmission and recording methods, the audio signals are quantized. A nonlinear quantization is carried out using a psychoacoustic quantization curve. Noises that are close in terms of frequency to a sound that stands out from the sound spectrum are no longer perceived by the ear. This is known as the listening threshold. This makes it possible to reduce the data rate by removing such noises that are below the listening threshold from the data. The various frequency ranges are also quantized to different degrees, the fineness of the quantization being determined by the fact that the quantization noise is still below the monitoring threshold. This different quantization per frequency range means that different numbers of bits per frequency range are to be allocated. For example, the bit allocation varies between 3 and 16 bits per frequency range.
In dem nächsten Feld 4 wird eine Referenzwerteauswahl getroffen. Es kommt durchaus vor, daß zeitlich aufeinanderfolgende Referenzwerte für einen Frequenzbereich die gleiche oder zumindest sehr ähnliche Größe haben, da die Leistung in etwa übereinstimmt. Daher ist es nicht notwendig, für den Frequenzbereich mehrere Referenzwerte zu übertragen, wenn ein Referenzwert mehrere zeitlich voneinander getrennte Gruppen von Abtastwerten repräsentiert. In diesem Feld 4 ist nun beschrieben, welche Referenzwerte für welche Gruppen von Abtastwerten zur Denormierung zu verwenden sind.A reference value selection is made in the next field 4 . It is quite possible that successive reference values for a frequency range are of the same or at least very similar size, since the power is approximately the same. It is therefore not necessary to transmit a plurality of reference values for the frequency range if a reference value represents a plurality of groups of sample values which are separated from one another in time. This field 4 now describes which reference values are to be used for which groups of samples for denormalization.
Im Feld 5 sind dann die Referenzwerte selbst abgespeichert. Im Feld 6 sind die eigentlichen Audiodaten, die mit den Referenzwerten denormiert werden, abgelegt. Im Feld 7 befinden sich Zusatzdaten, die programmbegleitende Informationen umfassen und vor allem die Prüfsumme für die Referenzwerte des folgenden Rahmens.The reference values themselves are then stored in field 5 . The actual audio data, which are denormalized with the reference values, are stored in field 6 . In field 7 there is additional data that includes information accompanying the program and above all the checksum for the reference values of the following frame.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. An einem Eingang 8 liegen die Audiodaten vor. In Block 9 wird eine Fehlererkennung der Referenzwerte des vergangenen Rahmens durchgeführt. In Block 10 wird aus dem aktuellen Rahmen ein Merkmal extrahiert, in dem die Referenzwerte des vergangenen Rahmens und des aktuellen Rahmens voneinander abgezogen werden. Liegt die Summe über einem vorgegebenen Schwellwert, dann ist der Unterschied so groß, daß keine Korrelation zwischen den beiden Referenzwerten vorliegt, was bei Audiodaten eigentlich nicht vorkommen kann. Daher wird dieser Fall als Fehler erkannt. In Fig. 2 is a block diagram of the method according to the invention. The audio data are available at an input 8 . In block 9 , an error detection of the reference values of the past frame is carried out. In block 10 , a feature is extracted from the current frame in which the reference values of the past frame and the current frame are subtracted from one another. If the sum is above a predetermined threshold value, the difference is so great that there is no correlation between the two reference values, which actually cannot occur with audio data. Therefore, this case is recognized as an error.
Alternativ kann anstatt einer bloßen Differenzbildung auch eine Mittelwertbildung verwendet werden, um beispielsweise eine Standardabweichung zu berechnen. Liegt die Standardabweichung über einem vorgegebenen Schwellwert, wird dies als Fehler erkannt.Alternatively, instead of just forming a difference averaging can be used, for example to calculate a standard deviation. Is that Standard deviation above a predetermined threshold value recognized this as an error.
Im Block 11 ist ein Entscheider vorhanden, der die Differenz der aufeinanderfolgenden Referenzwerte mit dem vorgegebenen Schwellwert vergleicht und eine entsprechende Ausgabe macht, d. h. liegt ein Fehler vor, wird ein Bit auf 1 gesetzt, liegt kein Fehler vor, bleibt dieses Bit auf 0. Dieses Bit wird auch mit Flag bezeichnet.In block 11 there is a decision maker who compares the difference between the successive reference values with the predetermined threshold value and makes a corresponding output, ie if there is an error, if a bit is set to 1, if there is no error, this bit remains at 0. This Bit is also called a flag.
Im Block 12 wird die Fehlererkennung vom Block 9 für die Referenzwerte und die Fehlererkennung mittels der Merkmalsanalyse vom Block 11 miteinander verknüpft, wobei das Verfahren so ausgebildet ist, daß vom Block 11 das Ergebnis des vorhergehenden Rahmens verwendet wird, daher wird auch im Block 9 die Fehlererkennung für den Referenzwert des vergangenen Rahmens durchgeführt. Die Verknüpfung 12 ist so ausgebildet, daß mittels einer logischen Oderverknüpfung die Entscheidung, ob ein Fehler vorliegt, festgestellt wird, d. h. Fehler werden hier durch eine 1 signalisiert, kein Fehler durch eine 0, so daß beide, die Fehlererkennung mittels Prüfsumme und die Merkmalsanalyse, keinen Fehler anzeigen dürfen, wenn kein Fehler erkannt werden soll.In block 12, the error detection is linked by the block 9 of the reference values and the error detection by means of the feature analysis from block 11 to each other, the method is configured so that the result of the previous frame is used by the block 11, therefore, also in block 9, the Error detection performed for the reference value of the past frame. The link 12 is designed in such a way that the decision whether an error is present is determined by means of a logical OR link, ie errors are signaled here by a 1, no error by a 0, so that both, error detection by means of a checksum and the feature analysis, must not display an error if no error is to be recognized.
Sind Fehler erkannt worden, setzen nun Fehlerkorrektur- oder -verschleierungsverfahren ein. Dazu gehören Rahmenwiederholungen und eine Prädiktion.If errors have been detected, error correction or - concealment procedure. This includes Frame repetitions and a prediction.
In manchen Frequenzbereichen wird zum Teil keine Audioinformation übertragen. Statt dessen wird dann ein Ersatzwert, ein Default, eingetragen. Die Differenzbildung eines Defaults mit einem anderen Referenzwert kann zu einer Indikation eines Fehlers führen. Dieser Ersatzwert muß charakteristisch sein, wobei er üblicherweise bei den Audiodaten nicht vorkommt, so daß in diesem Falle die Differenzbildung unterbleibt und hier allein die Fehlererkennung für die Referenzwerte mittels Prüfsumme durchgeführt wird. D. h. das Flag für die Fehlererkennung der Referenzwerte bleibt hier auf 0. Alternativ kann der Ersatzwert auch so ausgebildet sein, daß das mit dem Ersatzwert gebildete Merkmal immer unter dem Schwellwert für die Fehlererkennung liegt. Damit wird der Ersatzwert an die Referenzwerte angeglichen. Im Prinzip kann dann auch einfach der entsprechende Referenzwert genommen werden, so daß eine Differenzbild Null ergeben wird.In some frequency ranges, none is used Transfer audio information. Instead, it becomes a Substitute value, a default, entered. The difference a default with a different reference value can lead to a Indicate an error. This substitute value must be characteristic, usually with the Audio data does not occur, so that in this case the Difference formation is omitted and here only that Error detection for the reference values using a checksum is carried out. That is, the flag for the error detection of the Reference values remain here at 0. Alternatively, the Substitute value should also be designed so that with the Substitute value formed characteristic always below the threshold for the error detection lies. The replacement value is thus transferred to the Reference values adjusted. In principle, it can also be simple the corresponding reference value can be taken so that a Difference image will result in zero.
Im Block 13 wird die Entscheidung signalisiert, ob ein Fehler vorliegt oder nicht. Liegt ein Fehler vor, werden abgespeicherte Referenzwerte aus einem vergangenen Rahmen, der korrekt übertragen wurde, anstatt des fehlerhaften Referenzwerts genommen, liegt kein Fehler vor, werden alle Referenzwerte aus diesem Rahmen verwendet.In block 13 , the decision is signaled as to whether there is an error or not. If there is an error, stored reference values from a past frame that was correctly transmitted are used instead of the incorrect reference value. If there is no error, all reference values from this frame are used.
Neben den hier genannten Skalenfaktoren als Referenzwerte sind auch andere Daten dafür verwendbar. Zu diesen Daten gehören Gewinnfaktoren, die pro Frequenzbereich für die Ermittlung eines optimalen Aussteuerungsbereichs notwendig sind und die von den Audiodaten abhängen. Aber auch andere Daten können für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Die einzige Voraussetzung ist die enge Korrelation mit den Audiodaten.In addition to the scale factors mentioned here as reference values other data can also be used for this. About this data include gain factors per frequency range for that Determination of an optimal modulation range necessary and that depend on the audio data. But others too Data can be used for the method according to the invention become. The only requirement is the close correlation with the audio data.
Claims (11)
Priority Applications (6)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003094358A1 (en) * | 2002-04-29 | 2003-11-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device and method for masking a fault |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002091363A1 (en) * | 2001-05-08 | 2002-11-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Audio coding |
| US7428684B2 (en) | 2002-04-29 | 2008-09-23 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Device and method for concealing an error |
| US7580476B2 (en) * | 2003-06-26 | 2009-08-25 | Northrop Grumman Corporation | Communication system and method for improving efficiency and linearity |
| JP4539180B2 (en) * | 2004-06-07 | 2010-09-08 | ソニー株式会社 | Acoustic decoding device and acoustic decoding method |
| JP4698688B2 (en) * | 2007-02-27 | 2011-06-08 | シャープ株式会社 | Transmission / reception method, transmission / reception apparatus, and program |
| CN100524462C (en) | 2007-09-15 | 2009-08-05 | 华为技术有限公司 | Method and apparatus for concealing frame error of high belt signal |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442426A1 (en) * | 1993-11-29 | 1995-06-01 | Kokusai Electric Co Ltd | Transmitting digital input image data |
| DE4409960A1 (en) * | 1994-03-23 | 1995-09-28 | Inst Rundfunktechnik Gmbh | Method for reducing the subjective perception of interference in the case of interference-free reception when using digitally transmitted audio signals |
| DE19735675A1 (en) * | 1997-04-23 | 1998-12-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Method for concealing errors in an audio data stream |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4831624A (en) | 1987-06-04 | 1989-05-16 | Motorola, Inc. | Error detection method for sub-band coding |
| US5091945A (en) * | 1989-09-28 | 1992-02-25 | At&T Bell Laboratories | Source dependent channel coding with error protection |
| DE4202140A1 (en) | 1992-01-27 | 1993-07-29 | Thomson Brandt Gmbh | Digital audio signal transmission using sub-band coding - inserting extra fault protection signal, or fault protection bit into data frame |
| JP3046213B2 (en) * | 1995-02-02 | 2000-05-29 | 三菱電機株式会社 | Sub-band audio signal synthesizer |
| JP2757818B2 (en) * | 1995-04-20 | 1998-05-25 | 日本電気株式会社 | Auxiliary data processing circuit |
| WO1998038764A1 (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Frame-error detection method and device for error masking, specially in gsm transmissions |
| US6208959B1 (en) * | 1997-12-15 | 2001-03-27 | Telefonaktibolaget Lm Ericsson (Publ) | Mapping of digital data symbols onto one or more formant frequencies for transmission over a coded voice channel |
| DE19921122C1 (en) * | 1999-05-07 | 2001-01-25 | Fraunhofer Ges Forschung | Method and device for concealing an error in a coded audio signal and method and device for decoding a coded audio signal |
| US6208699B1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-03-27 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for detecting zero rate frames in a communications system |
| US6728323B1 (en) * | 2000-07-10 | 2004-04-27 | Ericsson Inc. | Baseband processors, mobile terminals, base stations and methods and systems for decoding a punctured coded received signal using estimates of punctured bits |
-
1999
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-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442426A1 (en) * | 1993-11-29 | 1995-06-01 | Kokusai Electric Co Ltd | Transmitting digital input image data |
| DE4409960A1 (en) * | 1994-03-23 | 1995-09-28 | Inst Rundfunktechnik Gmbh | Method for reducing the subjective perception of interference in the case of interference-free reception when using digitally transmitted audio signals |
| DE19735675A1 (en) * | 1997-04-23 | 1998-12-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Method for concealing errors in an audio data stream |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003094358A1 (en) * | 2002-04-29 | 2003-11-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device and method for masking a fault |
| DE10219133A1 (en) * | 2002-04-29 | 2003-11-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Device and method for concealing an error |
| DE10219133B4 (en) * | 2002-04-29 | 2007-02-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Apparatus and method for obscuring an error |
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